[实用新型]农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统

说明书

技术领域

本实用新型属于智能化农业技术领域，尤其是涉及一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统。

背景技术

目前农技工作人员对农作物的生长状况统计仍然停留在现地实验和观察，手工填写纸制质量表，手工统计数据和计算机简单计算阶段。由于不同农技人员的知识结构、测量工具、操作步骤的不同，加上诸多主观因素，致使这种工作模式产生的数据缺乏统一的标准、时效性低、准确性差，对农业生产指导作用有限，同时，工作效率低，对操作人员的专业技术要求高，极大的限制了其在农业生产中的推广应用。

许多农业相关科研单位在陆续开发面向精准农业的信息感知系统。但是，这些感知系统在实际应用中具有以下缺陷：一是作用地域有限、适应性不强。例如，针对蔬菜大棚的地表湿度传感系统，针对花卉基地温度传感系统，还有只是进行田间图像采集的田间影像系统和微气象检测系统等，这些系统只是针对某个局部应用环境，适用范围十分有限，而且感知数据和感知参数固定，例如，蔬菜大棚专用的感知节点只对温度、湿度，花卉基地只对光照、温度，大田作物对土壤盐分、湿度等数据和参数比较重视。感知节点的环境适应性尤为脆弱，通常是在一定环境下可以正常使用，换一个不同的环境就不能正常工作，还没有出现能够灵活适应各种环境需要的、低成本、通用性相对较强的农作物生长环境信息实时感知系统。

同时，现有智能农业用传感节点开发和研究面临窘境——传感器越多越好，节点散布越密越好。这样，无疑造成了数据冗余量急剧增大，数据挖掘能力又不够，致使花费宝贵资源采集来的数据基本没用，滚雪球一样地堆在数据库中，不知如何处理，这就存在“数据丰富而知识贫乏”的问题。

另外，现有技术中，许多智能农业感知系统人机接口的科学性、动态性、互动性、人性化呈现能力不足。有些系统只是简单的以数值的形式输出给用户，输出形式过于简单，例如单独采用液晶屏显、提示音等简单的形式，这对大多数专业水平不高的用户来说实用性不强；综合运用GIS技术和矢量图形技术进行解决的较少，将感知信息和时空数据进行必要处理再图形化呈现给用户的更是少见；访问和交互方式都比较单一，只是采用软件客户端、web客户端、智能手机客户端技术解决方案中的一种。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其设计新颖合理，使用操作方便，智能化程度高，灵活性强，时效性强，准确度高，工作效率高，访问和交互方式多样化，适用范围广，推广应用价值高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：包括由布设在农作物生长环境中的多个组合式农作物生长环境感知节点组成的无线传感器网络和与多个所述组合式农作物生长环境感知节点无线连接并将多个组合式农作物生长环境感知节点所采集数据打包后上传的信息汇聚节点，以及与信息汇聚节点通过有线或无线方式连接并通信的数据服务系统和与数据服务系统通过有线或无线方式连接并通信的信息动态呈现系统，每个所述组合式农作物生长环境感知节点的输入端均接有对农作物生长环境信息实时感知的感知末端传感器；所述感知末端传感器为空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤盐分传感器、风向传感器、风速传感器、光照传感器、对运动物体距所述组合式农作物生长环境感知节点的距离进行采集的超声波传感器、对动植物热辐射进行采集的红外传感器、对声音进行采集的声音传感器、对人手接触进行感知的接近式传感器、对光线进行感知的光电开关和对农作物的叶面图像进行采集的图像采集器中的一个或多个的组合。

上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述无线传感器网络的数量为多个，所述信息汇聚节点由移动信息汇聚节点和固定信息汇聚节点构成，所述移动信息汇聚节点和固定信息汇聚节点的数量均为一个或多个。

上述的农作物生长环境信息实时感知和动态呈现系统，其特征在于：所述组合式农作物生长环境感知节点包括感知节点供电电源、第一无线传输模块和FPGA芯片以及嵌入FPGA芯片内的中央处理器、A/D转换器和第一数据存储器，所述第一无线传输模块、A/D转换器和第一数据存储器均与所述中央处理器相接，所述中央处理器的输入端接有用于连接感知末端传感器的数字信号输入接口和图像信号输入接口，所述A/D转换器的输入端接有用于连接感知末端传感器的模拟信号输入接口，所述第一无线传输模块、中央处理器、A/D转换器和第一数据存储器均与所述感知节点供电电源相接。